KR20110071668A - 전기영동표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

전기영동표시장치 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20110071668A
KR20110071668A KR1020090128294A KR20090128294A KR20110071668A KR 20110071668 A KR20110071668 A KR 20110071668A KR 1020090128294 A KR1020090128294 A KR 1020090128294A KR 20090128294 A KR20090128294 A KR 20090128294A KR 20110071668 A KR20110071668 A KR 20110071668A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thin film
film transistor
lower substrate
substrate
electrophoretic display
Prior art date
Application number
KR1020090128294A
Other languages
English (en)
Inventor
백승한
박춘호
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020090128294A priority Critical patent/KR20110071668A/ko
Publication of KR20110071668A publication Critical patent/KR20110071668A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/166—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field characterised by the electro-optical or magneto-optical effect
    • G02F1/167—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field characterised by the electro-optical or magneto-optical effect by electrophoresis
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/1675—Constructional details
    • G02F1/1679—Gaskets; Spacers; Sealing of cells; Filling or closing of cells
    • G02F1/1681—Gaskets; Spacers; Sealing of cells; Filling or closing of cells having two or more microcells partitioned by walls, e.g. of microcup type

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Abstract

본 발명은 전기영동표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 전기영동표시장치는, 하부기판 상에 형성된 제1 박막트랜지스터; 상기 제1 박막트랜지스터 상부에 형성된 제1 보호막; 상기 제1 보호막 상에 형성되고, 상기 제1 박막트랜지스터와 연결된 제1 화소전극; 상기 하부기판 상에 이격되어 형성된 다수 개의 격벽; 상기 하부기판 상에 합착되고, 상기 하부기판의 제1 박막트랜지스터 및 이 제1 박막트랜지스터와 연결된 제1 화소전극과 대응하는 제2 박막트랜지스터와 제2 화소전극이 형성된 상부기판; 및 상기 다수 개의 격벽에 의해 분할된 하부기판과 상부기판 사이에 형성된 전기영동층;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
전기영동층, 격벽, 화이트입자, 블랙입자, 구동전압

Description

전기영동표시장치 및 그 제조방법{ELECTROPHORETIC DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}
본 발명은 전기영동표시장치(Electrophoretic Display Device; EPD)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상,하판을 박막트랜지스터 기판으로 구성하여 구동전압을 높임으로써 다양한 전기 영동소자에 적용 가능한 전기영동표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 전기영동표시장치는 전압이 인가되는 한쌍의 전극을 콜로이드용액에 담그면 콜로이드 입자가 어느 한쪽의 극성으로 이동하는 현상을 이용한 화상표시장치로서, 백라이트를 사용하지 않으면서 넓은 시야각, 높은 반사율, 일기 쉬움 및 저소비전력 등의 특성을 갖는 바, 전기종이(electric paper)로서 각광 받을 것으로 기대된다.
이와 같은 전기영동표시장치는 2개의 기판사이에 전기영동필름이 개재된 구조를 가지며, 2개의 기판중 하나 이상은 투명하여야 반사형 모드로 이미지를 표시할 수 있다.
상기 2개의 기판중 하부기판에 화소전극을 형성하고, 상기 화소전극에 전압을 인가할 경우, 전기 영동막내의 대전입자가 화소전극측으로 또는 반대측으로 이동하는데, 이것에 의해 뷰잉 시트(viewing sheet)를 통하여 이미지를 볼 수 있다.
일반적인 전기영동표시장치는, 도면에는 도시하지 않았지만, 상부기판과 화소전극이 형성된 하부기판이 대향 배치되고, 상기 두 기판사이에 전기영동필름이 개재된 구조를 가진다.
여기서, 상기 전기영동필름은 전하를 띤 안료입자(charged pigment particles)들을 포함한 솔벤트(solvent)로 구성되며, 코아서베이션 (coacervation)방법에 의해 마이크로캡슐로 만드는데, 상기 마이크로 캡슐을 바인더(binder)에 혼합하여 베이스필름에 코팅(coating) 또는 라미네이팅(laminating)시켜 형성한다.
여기서, 상기 안료입자는 서로 다른 색상으로 착색될 수 있는데, B(Black), W(White)의 안료를 첨가하여 이미지가 표현되도록 하며, 솔벤트와 바인더는 투명한 물질로 형성하여 빛이 통과할 수 있게 한다.
상기의 전기영동필름은 안료입자들이 마이크로캡슐막에 둘러 싸여 있기 때문에 인접한 픽셀의 필드(field)에 의해 안료입자들이 원하지 않는 방향으로 이동하는 것을 억제할 수 있어 보다 나은 화질을 구현할 수 있다. 이때, 인접한 픽셀사이에 격벽을 더 구비하여 기생 필드를 완전 차단할 있다.
이러한 일반적인 전기영동표시장치는, 상기 화소전극에 전압이 인가될때, 전하를 띤 안료입자들이 그 극성과 반대되는 극성을 띤 전극으로 이동되어, 상기 안료입자들에 의한 빛의 반사에 따라 소정의 화상을 표시하게 된다.
한편, 상기 안료입자들의 극성을 띠는 전극쪽으로 이동하게 되면, 또 다른 화 상을 표시하게 된다.
이러한 관점에서, 종래기술에 따른 전기영동표시장치에 대해 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래기술에 따른 전기영동표시장치 구조에 대해 나타낸 개략적인 단면도이다.
종래기술에 따른 전기영동표시장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 다수 개의 박막트랜지스터(T)가 형성되고, 이 박막트랜지스터(T) 각각이 매트릭스 형태로 형성된 화소전극(29)과 연결된 하부기판(11)과; 상기 하부기판(11)상에 형성된 전기영동필름(50)과; 표면에 공통전극(73)이 구비되고 상기 전기영동필름(50) 상에 배치되어 상기 하부기판(11)과 합착되는 상부기판(71)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 하부기판(11)과 상부기판(71)은 얇고, 플렉서블 (flexible)한 필름을 재료로 형성한다.
또한, 상기 하부기판(11)의 박막트랜지스터(T)를 포함한 기판 전면에 보호막(115)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 하부기판(11) 상에는 복수 개의 박막트랜지스터(T)를 능동적으로 구동하기 위해 주사신호를 전달하는 게이트배선(미도시)과 이미지 데이터신호를 전달하는 데이터배선(미도시)이 형성되어 있다.
이때, 상기 게이트배선 및 데이터배선이 서로 교차하여 화소를 정의하고, 각 화소에는 박막트랜지스터(T) 및 스토리지 캐패시터(미도시)가 구비되어 각각 전극에 인가되는 전압의 극성을 제어하고 전극에 인가된 전압을 축전하는 역할을 한다.
그리고, 상기 박막트랜지스터(T)에 전기적으로 연결된 화소전극(29)은 상기 전기영동필름(50)에 전계를 인가해 준다.
또한, 상기 전기영동필름(50)은 내부에 화이트입자(55a)와 블랙입자(55b)가 용매(53)와 혼합된 마이크로캡슐(51)들로 구성되어 있다.
상기 구성으로 이루어진 종래기술에 따른 전기영동표시장치 제조방법에 대해 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2a 내지 도 2c는 종래기술에 따른 전기영동표시장치 제조방법을 설명하기 위한 개략적인 공정 단면도이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 하부기판(11)상에 금속막(미도시)을 증착한후 포토리소 그라피 공정 및 식각공정에 의해 상기 금속막(미도시)을 선택적으로 패터닝하여 게이트배선(미도시) 및 상기 게이트배선(미도시)에서 분기된 게이트전극(13)을 형성한다.
그 다음, 상기 게이트전극(13)을 포함한 하부기판(11)상에 게이트절연막(15)을 증착한다.
이어서, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 게이트절연막(15) 상부에는 비정질실리콘 (hydrogenated amorphous silicon)으로 이루어진 반도체층(미도시)과, 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 비정질실리콘의 물질로 이루어진 불순물층(미도시)을 순차적으로 형성한다.
그 다음, 상기 불순물층(미도시)과 반도체층(미도시)을 포토리소그라피 공정 및 식각 공정에 의해 선택적으로 패터닝하여 액티브층(17)과 오믹콘택층(19)을 형 성한다.
이어서, 상기 액티브층(17)과 오믹콘택층(19)을 포함한 하부기판(11)상에 데이터배선 형성용 금속물질을 스퍼터링 방법으로 증착한 후 이를 포토리소그라피 공정 및 식각 공정에 의해 선택적으로 패터닝하여 데이터배선(미도시)과, 상기 데이터배선(미도시)에서 분기된 소스전극(21)과, 이 소스전극(21)과 일정간격만큼 이격된 드레인전극(23)을 각각 형성한다.
이때, 상기 데이터배선(미도시)은 상기 게이트배선(미도시)과 서로 교차되게 형성되어 있으며, 상기 소스전극(21)과 드레인전극(23)은 그 아래의 액티브층(17) 및 게이트전극(13)과 함께 스위칭소자인 박막트랜지스터(T)를 구성한다. 또한, 상기 박막트랜지스터(T)의 채널은 상기 소스전극(21)과 드레인전극(23)사이의 액티브층(17) 부분에 형성된다.
그 다음, 상기 소스전극(21)과 드레인전극(23)을 포함한 하부기판(11) 전면에 보호막(25)를 형성한다.
이어서, 상기 보호막(25)을 포토리소그라피 공정 및 식각 공정을 통해 선택적으로 패터닝하여 상기 박막트랜지스터(T)의 드레인전극(23) 일부분을 노출시키는 드레인콘택홀(27)을 형성한다.
그 다음, 상기 드레인콘택홀(27)을 포함한 보호막(25) 상에 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO (indium zinc oxide) 등의 투명한 도전물질으로 이루어진 금속물질층(미도시)을 스퍼터링 방법으로 증착한 후 이를 포토리소그라피 공정 및 식각 공정에 의해 선택적으로 제거하여 상기 드레인전극(23)과 전기적으로 연결되는 화 소전극(29)을 형성함으로써 하부기판(11)상에 하부 어레이기판 제조를 완성한다.
이어서, 공통전극(73)이 형성된 상부기판(71) 상에 화이트입자(55a)와 블랙입자(55b)가 내부에 충진된 마이크로캡슐(51)을 코팅한다.
그 다음, 상기 마이크로캡슐(51) 상에 커버필름(미도시)을 코팅하고, 상기 상부기판(71) 배면에는 보호필름(73)을 라미네이션(lamination)한다.
이어서, 상기 하부기판(11) 표면에 Ag 도팅(doting)(미도시)를 진행한 후, 상기 상기 마이크로캡슐(51)을 포함한 상부기판(71)을 접착시킴으로써 전기영동표시장치의 제조공정을 완료한다.
그러나, 상기와 같은 종래기술에 따른 전기영동표시장치 및 제조방법에 의하면 다음과 같은 문제점이 있다.
종래기술에 따른 전기영동표시장치 및 제조방법은, 액티브 매트릭스(Active Matrix) 전기영동소자(EPD)를 구현하기 위해서는 E-잉크(E-Ink)와 같이 박막트랜지스터 구동 전압이 가능한한 30 V 이내의 저전압 구동이 가능한 재료 개발이 필요하지만, 입자 방식의 경우, 구동전압이 현재 50 V 이상으로 박막트랜지스터(TFT) 구동이 어렵다.
또한, 종래기술에 따른 전기영동표시장치 및 그 제조방법은, CLC 방식의 경우, 구동 전압이 현재 60 V 정도로 박막트랜지스터 구동이 어렵다.
따라서, 종래기술에 따른 전기영동표시장치 및 그 제조방법은, 구동 전압이 높은 관계로 박막트랜지스터 적용이 어려움으로 인해, 양산성 확보가 어렵고, 고해상도 능동형 제품 개발이 어렵다.
이에 본 발명은 상기 종래기술에 따른 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 상, 하판을 박막트랜지스터 기판으로 구성하여 구동전압을 높임으로써 다양한 전기 영동소자에 적용 가능한 전기영동표시장치 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기영동표시장치는, 하부기판 상에 형성된 제1 박막트랜지스터; 상기 제1 박막트랜지스터 상부에 형성된 제1 보호막; 상기 제1 보호막 상에 형성되고, 상기 제1 박막트랜지스터와 연결된 제1 화소전극; 상기 하부기판 상에 이격되어 형성된 다수 개의 격벽; 상기 하부기판 상에 합착되고, 상기 하부기판의 제1 박막트랜지스터 및 이 제1 박막트랜지스터와 연결된 제1 화소전극과 대응하는 제2 박막트랜지스터와 제2 화소전극이 형성된 상부기판; 및 상기 다수 개의 격벽에 의해 분할된 하부기판과 상부기판 사이에 형성된 전기영동층;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기영동표시장치 제조방법은, 하부기판 상에 제1 박막트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 다수 개의 제1 박막트랜지스터 상부에 제1 보호막을 형성하는 단계; 상기 제1 보호막 상에 상기 제1 박막트랜지스터와 연결되는 제1 화소전극을 형성하는 단계; 상기 하부기판 상에 서로 이격되는 다수 개의 격벽을 형성하는 단계; 상기 다수 개의 격벽에 의해 분할된 하부 기판과 상부기판 사이에 전기영동층을 형성하는 단계; 및 상기 하부기판 상에 상기 하부기판을 합착하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전기영동표시장치 및 그 제조방법에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 따른 전기영동표시장치 제조방법은 상, 하판에 이중 박막트랜지스터를 적용함으로써, 기존의 30 V 구동에서 60 V 까지 구동이 가능함으로 특성은 우수하나, 높은 구동전압이 필요한 재료 적용이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 전기영동표시장치 제조방법은 기존의 전기영동소자 (EPD) 제품의 경우에도, 높은 구동전압이 가능함으로 기존 단점인 응답속도 개선이 가능하다.
그리고, 본 발명에 따른 전기영동표시장치 제조방법은, 고전압 전기영동소자 (EPD) 재료의 박막트랜지스터(TFT) 구동하다. 특히, 30 V 이상의 고전압 구동이 필요한 전기영동소자(EPD) 재료를 이용하여 박막트랜지스터(TFT) 구동이 가능하다.
따라서, 본 발명에 따른 전기영동표시장치 제조방법은, 기존의 단일 박막트랜지스터 기판을 사용하는 경우에 비해 고전압 구동이 가능함으로, 응답속도가 향상되므로 동영상 구현이 가능해진다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기영동표시장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 전기영동표시장치 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
본 발명에 따른 전기영동표시장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 박막트랜지스터(T1)와 이 제1 박막트랜지스터(T1)와 연결된 제1 화소전극(129)이 매트릭스 형태로 형성된 하부기판(101)과; 상기 하부기판(101) 상에 형성되고, 상기 매트릭스 형태로 형성된 제1 박막트랜지스터(T1)와 제1 화소전극(129) 상에 전기영동층이 충진되는 영역을 분할하는 격벽(131)과; 상기 하부기판(101) 상에 합착되고, 상기 하부기판(101)의 제1 박막트랜지스터(T1) 및 이 제1 박막트랜지스터(T1)와 연결된 제1 화소전극(129)과 대응하는 제2 박막트랜지스터(T2)와 제2 화소전극(229)이 매트릭스 형태로 형성된 상부기판(201) 및; 상기 격벽(131)에 의해 분할된 하부기판(101)과 상부기판(201) 사이에 형성된 전기영동층(133);을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 하부기판(101)의 제1 박막트랜지스터(T1)를 포함한 기판 전면에 제1 보호막(125)이 형성되어 있으며, 상기 상부기판(201)의 제2 박막트랜지스터(T2)를 포함한 기판 전면에 제2 보호막(225)이 형성되어 있다. 이때, 상기 하부기판(101)은 유리 또는 플라스틱과 같은 플렉서블(flexible) 재질, 또는 금속재질로 형성되며, 상기 상부기판(201)에 형성되는 배선들은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide)와 같이 투명한 재질로 형성된다. 이는 상기 전기영동층(133) 내부에 포함된 서로 다른 전압으로 차장되는 화이트입자(white)(133a)와 블랙입자(black)(133b) 들은 화소전극(129)에 특정한 전압을 인가하면 이동하면서 상기 상부기판(201)을 통해 화상이 구현되기 때문에 상기 상부기판(201)에 형성되 는 배선들, 예를 들어 게이트전극, 소스 및 드레인전극, 화소전극 등은 투명한 재질로 구성되어야 한다.
그리고, 상기 하부기판(101) 상에는 복수 개의 제1 박막트랜지스터(T1)를 능동적으로 구동하기 위해 주사신호를 전달하는 게이트배선(미도시)과 이미지 데이터신호를 전달하는 데이터배선(미도시)이 형성되어 있다.
이때, 상기 게이트배선 및 데이터배선이 서로 교차하여 화소를 정의하고, 각 화소에는 제1 박막트랜지스터(T1) 및 스토리지 캐패시터(미도시)가 구비되어 각각 전극에 인가되는 전압의 극성을 제어하고 전극에 인가된 전압을 축전하는 역할을 한다.
그리고, 상기 제1 보호막(125) 상에는 상기 제1 박막트랜지스터(T1)에 전기적으로 연결되어 상기 전기영동층(133)에 전계를 가하는 제1 화소전극(129)이 더 구비되어 있다.
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 스토리지 캐패시터(storage capacitor; Cst)는 캐패시터 하부전극과 게이트절연막을 사이에 두고 상기 캐패시터하부전극과 오버랩되는 캐패시터 상부전극으로 구성되는데, 화상 디스플레이 구현시 박막트랜지스터의 턴오프 구간에서 전기영동층에 충전된 전압을 유지시켜 기생용량에 의한 화질 저하를 방지하는 역할을 한다. 이때, 상기 캐패시터 하부전극은 액티브 영역 외부에까지 연장되어 신호를 인가받고, 상기 캐패시터 상부전극은 상기 화소전극 또는 드레인전극에 연결되어 신호를 인가받는다.
한편, 상기 전기영동층(131)에는 화이트입자(133a)와 블랙입자(133b)가 포함 되어 있다.
이때, 상기 전기영동층(133) 내부에 포함된 서로 다른 전압으로 차장되는 화이트입자(white)(133a)와 블랙입자(black)(133b)들은 화소전극(129)에 특정한 전압을 인가하면 그에 따라 전기영동층(133) 내부에서 이동하게 되는데, 이로 인해 단색 화상이 구현된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 전기영동표시장치 제조방법에 대해 도 4a 내지 도 4d를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 전기영동표시장치 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.
　도 4a에 도시된 바와 같이, 플렉서블(flexible)한 플라스틱 또는, 스테인레스 포일 등으로 이루어진 하부기판(101) 상에 금속막(미도시)을 증착한후 포토리소 그라피 공정 및 식각공정에 의해 상기 금속막(미도시)을 선택적으로 패터닝하여 게이트배선(미도시) 및, 상기 게이트배선 (미도시) 에서 분기된 게이트전극(103)을 형성한다.
이때, 상기 금속막 물질로는 Al과 Al합금 등의 Al 계열 금속, Ag과 Ag합금 등의 Ag 계열금속, Mo과 Mo 합금 등의 Mo 계열금속, Cr, Ti, Ta 중에서 하나를 선택하여 사용한다.
또한, 이들은 물질적 성질이 다른 두 개의 막, 즉 하부막과 그 위의 상부막을 포함할 수도 있다. 여기서, 상부막은 게이트배선의 신호지연이나 전압강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(resistivity)의 금속, 예를 들면 Al 계열 금속 또는 Ag 계 열 금속으로 이루어진다.
이와는 달리, 하부막은 다른 물질, 특히 ITO(indium tin oxide)나 IZO (indium zinc oxide)와의 물리적, 화학적 및 전기적 접촉 특성이 우수한 물질, 예를 들어 Ti, Ta, Cr, Mo 계열 금속 등으로 이루어지거나, 또는 하부막과 상부막의 조합의 예로는 Cr/Al-Nd 합금을 들 수 있다.
이어서, 상기 게이트배선(미도시)과 게이트전극(103)을 포함한 하부기판(101)상에 질화규소(SiNx)와 같은 무기 절연물질로 이루어진 게이트절연막(105)을 형성한다.
그다음, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 게이트절연막 (105) 상부에는 수소화 비정질실리콘층 (hydroge-nated amorphous silicon) 등으로 이루어진 반도체층(미도시)과, 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질실리콘 등의 물질로 이루어진 불순물층(미도시)을 순차적으로 형성한다.
이어서, 상기 불순물층(미도시)과 반도체층(미도시)을 포토리소그라피 공정 및 식각공정에 의해 선택적으로 패터닝하여 액티브층(107)과 오믹콘택층(109)을 형성한다.
그 다음, 상기 액티브층(107)과 오믹콘택층(109)을 포함한 하부기판(101) 상에 데이터배선 형성용 금속물질을 스퍼터링 방법으로 증착한 후 이를 포토리소그라피 공정 및 식각 공정에 의해 선택적으로 패터닝하여 데이터배선(미도시)과, 상기 데이터배선(미도시)에서 분기된 소스전극 (111)과, 이 소스전극(121)과 채널영역만 큼 이격된 드레인전극(123)을 각각 형성한다.
이때, 상기 금속물질로는 Al 계열 금속, Ag 계열 금속, Mo 계열 금속, Cr, Ti, Ta 등의 물질을 사용하며, 또는 다중 층으로 형성할 수도 있다.　
또한, 상기 데이터배선(미도시)은 상기 게이트배선(미도시)과 서로 교차되게 형성되어 있으며, 상기 소스전극(121)과 드레인전극(123)은 그 아래의 액티브층(107) 및 게이트전극(103)과 함께 스위칭소자인 박막트랜지스터(T1)를 구성한다.
그리고, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 박막트랜지스터(T1)의 채널은 상기 소스전극(121)과 드레인전극(123) 사이의 액티브층(107) 내에 형성된다.
이어서, 상기 데이터배선(미도시)과 소스/드레인전극(121, 123)을 포함한 하부기판(101) 전면에 보호막(125)을 형성한다. 이때, 상기 보호막(125) 재질로는 평탄화 공정을 위해 실리콘질화막(SiNx) 또는 실리콘산화막(SiO2)과 같은 무기 절연물질(inorganic insulating material) 또는 유기 절연물질(organic insulating material)로 형성한다. 특히, 전기영동층 재료를 직접 박막트랜지스터(T1) 위에 코팅하기 위해서는 평탄화가 반드시 필요하다.
또한, 상기 보호막(125) 구조는 유기절연체로 구성된 단일 구조 또는, 무기/유기절연체, 무기/유기/무기절연체 등의 다양한 구조로 적용할 수 있다.
그 다음, 상부 어레이 기판(210) 제조 공정은 전술한 하부 어레이 기판(110) 제조공정과 동일한 공정으로 이루어지는데, 이에 대해 간략하게 설명하면 다음과 같다.
　도 4d에 도시된 바와 같이, 투명 재질의 상부기판(201) 상에 투명한 재질의 도전물질(미도시)을 증착한 후 이를 포토리소 그라피 공정 및 식각공정에 의해 선택적으로 패터닝하여 게이트배선(미도시) 및, 상기 게이트배선 (미도시) 에서 분기된 게이트전극(203)을 형성한다.
이때, 상기 투명한 재질의 도전물질로는 ITO(indium tin oxide)나 IZO (indium zinc oxide)와 같은 투명한 도전물질을 사용한다.
그 다음, 상기 게이트배선(미도시)과 게이트전극(203)을 포함한 상부기판(201)상에 질화규소(SiNx)와 같은 무기 절연물질로 이루어진 게이트절연막(205)을 형성한다.
이어서, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 게이트절연막(205) 상부에는 수소화 비정질실리콘층 (hydroge-nated amorphous silicon) 등으로 이루어진 반도체층(미도시)과, 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질실리콘 등의 물질로 이루어진 불순물층(미도시)을 순차적으로 형성한다.
그 다음, 상기 불순물층(미도시)과 반도체층(미도시)을 포토리소그라피 공정 및 식각 공정에 의해 선택적으로 패터닝하여 액티브층(207)과 오믹콘택층(209)을 형성한다.
이어서, 상기 액티브층(207)과 오믹콘택층(209)을 포함한 상부기판(201) 상에 데이터배선 형성용 투명한 재질의 도전물질을 스퍼터링 방법으로 증착한 후 이를 포토리소그라피 공정 및 식각 공정에 의해 선택적으로 패터닝하여 데이터배선(미도 시)과, 상기 데이터배선(미도시)에서 분기된 소스전극(221)과, 이 소스전극(221)과 채널영역만큼 이격된 드레인전극(223)을 각각 형성한다. 이때, 상기 투명한 재질의 도전물질로는 ITO(indium tin oxide)나 IZO (indium zinc oxide)와 같은 투명한 도전물질을 사용한다.
또한, 상기 데이터배선(미도시)은 상기 게이트배선(미도시)과 서로 교차되게 형성되어 있으며, 상기 소스전극(221)과 드레인전극(223)은 그 아래의 액티브층(207) 및 게이트전극(203)과 함께 스위칭소자인 박막트랜지스터(T2)를 구성한다.
그리고, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 박막트랜지스터(T2)의 채널은 상기 소스전극(221)과 드레인전극(223) 사이의 액티브층(207) 내에 형성된다.
그 다음, 상기 데이터배선(미도시)과 소스/드레인전극(221, 223)을 포함한 상부기판(201) 전면에 제2 보호막(225)을 형성한다. 이때, 상기 제2 보호막(225) 재질로는 평탄화 공정을 위해 실리콘질화막(SiNx) 또는 실리콘산화막(SiO2)과 같은 무기 절연물질(inorganic insulating material) 또는 유기 절연물질(organic insulating material)로 형성한다.
또한, 상기 제2 보호막(225) 구조는 유기절연체로 구성된 단일 구조 또는, 무기/유기절연체, 무기/유기/무기절연체 등의 다양한 구조로 적용할 수 있다.
이어서, 제2 보호막(225)을 포토리소그라피 공정 및 식각 공정을 통해 선택적으로 패터닝하여 상기 박막트랜지스터(T2)의 드레인전극(223) 일부분을 노출시키는 드레인콘택홀(227)을 형성한다.
그 다음, 상기 드레인콘택홀(227)을 포함한 보호막(225)상에 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO (indium zinc oxide) 등의 투명한 도전물질으로 이루어진 금속물질층(미도시)을 스퍼터링 방법으로 증착한 후 이를 포토리소그라피 공정 및 식각 공정에 의해 선택적으로 제거하여 상기 드레인전극(223)과 전기적으로 연결되는 화소전극(229)을 형성함으로써 상부어레이기판(210) 제조를 완성한다.
이어서, 상기 하부기판(101) 상부에 감광성 수지, 아크릴 수지, 고분자 유기물 또는 실런트 중에서 어느 하나를 도포하여 박막트랜지스터(T1)와 화소전극(129)이 형성된 지역을 각각 분할하는 다수 개의 격벽(131)을 형성한다. 이때, 상기 격벽(131)에 의해 분할되는 지역에는 후속 공정에서의 전기영동층이 충진된다. 또한, 상기 격벽(131)은 포토(photo) 방식 또는 프린팅(printing) 방식을 이용하여 형성할 수가 있다.
그 다음, 상기 다수 개의 격벽(131)이 형성된 상기 하부기판(101) 상에는 전기영동재료를 충진하여 전기영동층(133)을 형성한다. 이때, 상기 전기영동층(133)을 충진하는 방법으로는 다이코팅(die coating), 캐스팅(casting), 바코팅(bar coating), 디스펜스(dispense), 스퀴징(squeezing), 잉크젯 프린팅(inkjet printing) 및 스크린 프린팅(screen printing) 공정 중에서 어느 하나를 이용한다. 또한, 상기 전기영동층(131) 내부에 포함된 서로 다른 전압으로 차장되는 화이트입자(white)(133a)와 블랙입자(black)(133b)들은 화소전극(129)에 특정한 전압을 인가하면 이동하면서 상기 상부기판(201)을 통해 화상을 구현한다.
이어서, 상기 하부어레이기판(110)과 상부어레이기판(210)을 정확하게 합착하 기 위해, 상기 하부어레이기판(110)과 상부어레이기판(210)에 합착 얼라인 키(align key)(미도시)를 형성한다.
그 다음, 상기 합착 얼라인 키(미도시)를 통해 상기 전기영동층(133)이 충진된 상기 하부어레이기판(110) 상부에 상부어레이기판(210)을 정확하게 합착한다.
이어서, 스크라이빙(scribing) 공정을 진행하기 위해, 상기 하부어레이기판(110) 또는 상부어레이기판(210)에 별도의 스크라이브 얼라인 키(scribe align key)(미도시)를 형성한다.
그 다음, 도면에는 도시하지 않았지만, 합착된 하부어레이기판(110)과 상부어레이기판(210)을 스크라이빙(scribing)하여 실링(sealing)처리한다. 이때, 상기 하부기판(101)과 상부기판(201)이 유리기판의 경우 다이아몬드 휠(diamond wheel)(미도시)을 이용하여 스크라이브(scribe)하며, 플라스틱(plastic)기판의 경우에는 레이저 절단(laser cutting)을 실시한다.
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 전기영동표시장치 제조방법은 상, 하판에 이중 박막트랜지스터를 적용함으로써, 기존의 30 V 구동에서 60 V 까지 구동이 가능함으로 특성은 우수하나, 높은 구동전압이 필요한 재료 적용이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 전기영동표시장치 제조방법은 기존의 전기영동소자 (EPD) 제품의 경우에도, 높은 구동전압이 가능함으로 기존 단점인 응답속도 개선이 가능하다.
그리고, 본 발명에 따른 전기영동표시장치 제조방법은, 고전압 전기영동소자 (EPD) 재료의 박막트랜지스터(TFT) 구동하다. 특히, 30 V 이상의 고전압 구동이 필 요한 전기영동소자(EPD) 재료를 이용하여 박막트랜지스터(TFT) 구동이 가능하다.
따라서, 본 발명에 따른 전기영동표시장치 제조방법은, 기존의 단일 박막트랜지스터 기판을 사용하는 경우에 비해 고전압 구동이 가능함으로, 응답속도가 향상되므로 동영상 구현이 가능해진다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 전기영동표시장치 구조에 대해 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 2a 내지 도 2c는 종래기술에 따른 전기영동표시장치 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전기영동표시장치 구조에 대해 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 4a 내지 도 4d는 종래기술에 따른 전기영동표시장치 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.
　　　*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
101: 하부기판　　　　　　　　　　　　　　　　　103 : 게이트전극
105 : 게이트절연막　　　　　　　　　　　　107 : 액티브층
109 : 오믹콘택층 　　　　　　　　　　 121 : 소스전극
123 : 드레인전극 　　　　　　　　　125 : 보호막
127 : 드레인콘택홀 　　　 　　　　　　　129 : 화소전극
131 : 격벽 　　　　　　　　　　133 : 전기영동층
133a ; 화이트입자　　　　　　　　　　　　 133b : 블랙입자

Claims (15)

  1. 하부기판 상에 형성된 제1 박막트랜지스터;
    상기 제1 박막트랜지스터 상부에 형성된 제1 보호막;
    상기 제1 보호막 상에 형성되고, 상기 제1 박막트랜지스터와 연결된 제1 화소전극;
    상기 하부기판 상에 이격되어 형성된 다수 개의 격벽;
    상기 하부기판 상에 합착되고, 상기 하부기판의 제1 박막트랜지스터 및 이 제1 박막트랜지스터와 연결된 제1 화소전극과 대응하는 제2 박막트랜지스터와 제2 화소전극이 형성된 상부기판; 및
    상기 다수 개의 격벽에 의해 분할된 하부기판과 상부기판 사이에 형성된 전기영동층;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 격벽은 상기 제1 박막트랜지스터와 이 제1 박막트랜지스터와 연결된 화소전극마다 형성된 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  3. 　　　 제 1항에 있어서, 상기 격벽 재질로는 감광성 수지, 아크릴 수지, 고분자 유기물 또는 실런트를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  4. 　　　제1항에 있어서, 상기 상부기판과, 이 상부기판에 형성된 제2 박막트랜지 스터의 배선 및 제2 화소전극은 투명한 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  5. 　　　　제 1항에 있어서, 상기 상부기판과 하부기판에는 합착 얼라인키(align key)가 형성된 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  6. 　　　　제 1항에 있어서, 상기 하부기판은 유리 또는 플라스틱을 포함하는 플렉서블한 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  7. 　　　 제1항에 있어서, 상기 제 1 및 제2 박막트랜지스터는 게이트전극, 액티브층 및 소스/드레인전극으로 구성된 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  8. 하부기판 상에 제1 박막트랜지스터를 형성하는 단계;
    상기 다수 개의 제1 박막트랜지스터 상부에 제1 보호막을 형성하는 단계;
    상기 제1 보호막 상에 상기 제1 박막트랜지스터와 연결되는 제1 화소전극을 형성하는 단계;
    상기 하부기판 상에 서로 이격되는 다수 개의 격벽을 형성하는 단계;
    상기 다수 개의 격벽에 의해 분할된 하부기판과 상부기판 사이에 전기영동층을 형성하는 단계; 및
    상기 하부기판 상에 상기 하부기판을 합착하는 단계;를 포함하여 구성되는 것 을 특징으로 하는 전기영동표시장치 제조방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 이격된 격벽들 사이의 하부기판에는 상기 제1 박막트랜지스터와 이 제1 박막트랜지스터와 연결된 화소전극이 형성된 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치 제조방법.
  10. 　　　 제 8항에 있어서, 상기 격벽 재질로는 감광성 수지, 아크릴 수지, 고분자 유기물 또는 실런트를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치 제조방법.
  11. 　　　제8항에 있어서, 상기 상부기판과, 이 상부기판에 형성된 제2 박막트랜지스터의 배선 및 제2 화소전극은 투명한 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치 제조방법.
  12. 　　　　제 8항에 있어서, 상기 상부기판과 하부기판에 합착 얼라인키(align key)를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치 제조방법.
  13. 　　　　제 8항에 있어서, 상기 하부기판은 유리 또는 플라스틱을 포함하는 플렉서블한 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치 제조방법.
  14. 　　　 제8항에 있어서, 상기 제 1 및 제2 박막트랜지스터는 게이트전극, 액티브층 및 소스/드레인전극으로 구성된 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치 제조방법.
  15. 　　　　제 8항에 있어서, 상기 전기영동층을 형성하는 방법으로는 다이코팅(die coating), 캐스팅(casting), 바코팅(bar coating), 디스펜스(dispense), 스퀴징 (squeezing), 잉크젯 프린팅(inkjet printing) 및 스크린 프린팅(screen printing) 공정 중에서 어느 하나를 선택하여 이용하는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치 제조방법.
KR1020090128294A 2009-12-21 2009-12-21 전기영동표시장치 및 그 제조방법 KR20110071668A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090128294A KR20110071668A (ko) 2009-12-21 2009-12-21 전기영동표시장치 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090128294A KR20110071668A (ko) 2009-12-21 2009-12-21 전기영동표시장치 및 그 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110071668A true KR20110071668A (ko) 2011-06-29

Family

ID=44402727

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090128294A KR20110071668A (ko) 2009-12-21 2009-12-21 전기영동표시장치 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20110071668A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8848279B2 (en) 2012-03-20 2014-09-30 Samsung Display Co., Ltd. Electrophoretic display device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8848279B2 (en) 2012-03-20 2014-09-30 Samsung Display Co., Ltd. Electrophoretic display device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101640816B1 (ko) 전기영동표시장치 및 그 제조방법
US7436578B2 (en) Electrophoretic display and manufacturing method thereof
US20120293857A1 (en) Electrophoretic Display Apparatus and Method for Manufacturing the Same
KR101719158B1 (ko) 전기영동 표시장치 및 그 제조방법
KR20040056172A (ko) 액정표시장치용 어레이기판과 그 제조방법
CN102650789A (zh) 电泳显示装置及其制造方法
CN102385214A (zh) 电泳显示装置及其制造方法
US20120008190A1 (en) Electrophoretic display device and method for manufacturing the same
JP2011253202A (ja) 電気光学ディスプレイ
US20080278435A1 (en) Display device and method of manufacturing the same
KR20130067460A (ko) 전기영동 디스플레이 장치와 이의 제조방법
KR101874788B1 (ko) 전기영동 표시장치 및 그 제조 방법
KR20090061470A (ko) 전기영동표시장치 및 그 제조방법
KR20110071668A (ko) 전기영동표시장치 및 그 제조방법
KR20140015829A (ko) 전기영동 디스플레이 장치와 이의 제조방법
KR20140006326A (ko) 전기영동 표시장치 및 이의 제조방법
KR20090061498A (ko) 전기영동표시장치 제조방법
KR20110074257A (ko) 전기영동표시장치 및 그 제조방법
KR20100076822A (ko) 전기영동표시장치 및 그 제조방법
KR101107680B1 (ko) 전기영동 표시장치 및 그 제조방법
KR20090055413A (ko) 액정을 이용한 표시장치 및 그 제조방법
KR101545922B1 (ko) 전기영동표시장치 및 그 제조방법
KR20100079096A (ko) 플렉서블 표시장치 제조방법
KR20140074775A (ko) 전기영동 표시소자 및 그 제조방법
KR20090073885A (ko) 전기영동표시장치 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination